JPH05136108A - Soi基板の製造方法 - Google Patents
Soi基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH05136108A JPH05136108A JP32115891A JP32115891A JPH05136108A JP H05136108 A JPH05136108 A JP H05136108A JP 32115891 A JP32115891 A JP 32115891A JP 32115891 A JP32115891 A JP 32115891A JP H05136108 A JPH05136108 A JP H05136108A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- oxide film
- single crystal
- concentration
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 37
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 37
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 8
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
と、支持体のシリコン基板とをシリコン酸化膜を介して
結合する場合に、確実に高い結合強度で結合することが
でき、結合後の研削、研磨の工程やダイシングの工程等
で剥離現象を起こすことがなく、集積回路に利用する面
積の損失をなくすことができる。 【構成】 拡散により高濃度層を形成したシリコン基板
と、支持体のシリコン基板とをシリコン酸化膜を介して
結合する際に、該シリコン酸化膜の形成を、支持体の基
板に限定して行うことにより、拡散による高濃度埋め込
み層を有するSOI基板を得る。
Description
OI基板の製造方法に関し、より詳しくは、高濃度埋め
込み拡散層を有するSOI基板の製造方法に関する。
製造する際、一つの半導体基板に多数の素子を形成する
方法がとられていた。この方法においては、低抵抗化技
術と素子分離技術が用いられ、低抵抗化のために半導体
基板中に高濃度不純物拡散層を埋め込ませる技術が、ま
た、素子分離のためにPN接合を利用する技術が知られ
ていた。しかし、上記PN接合を利用する場合にはPN
接合に起因する寄生容量が大きく、寄生トランジスタ動
作が生じる、といった問題があった。
次元構造化、高耐圧化を図るものとして、高濃度埋め込
み拡散層を有するSOI(Silicon OnIns
ulator)構造のウェーハが特に注目されており、
これは例えば低濃度層と高濃度層から成る2層の単結晶
シリコン層が絶縁膜としての酸化膜上に形成された構造
である。
OI構造を、結合(貼り合わせ)により形成する方法に
ついて、種々の検討を行っている過程において、多数の
技術的な知見を得ているが、特に、結合させる一方のシ
リコン単結晶基板が、拡散により高濃度層を形成したも
のである場合、結合強度が非常に弱くなる場合が存在
し、その場合には結合後の研削、研磨の工程で剥離が生
じてしまうという現象が発生することを発見した。
で、その目的は表面に熱拡散により活性不純物の高濃度
層を形成したシリコン単結晶基板と、支持体となる通常
のシリコン単結晶基板とをシリコン酸化膜を介して直接
結合する場合に、確実に高い結合強度で結合することが
でき、結合後の研削、研磨の工程やダイシングの工程等
で剥離現象を起こすことがなく、集積回路に利用する面
積の損失をなくすことができる拡散による高濃度埋め込
み拡散層を有するSOI基板を製造する方法を提供する
ことにある。
により活性不純物の高濃度層を形成したシリコン単結晶
基板と、拡散を行わないシリコン単結晶基板とを、シリ
コン酸化膜を介して直接結合するに際し、該シリコン酸
化膜の形成を、拡散を行わない基板に限定して行うこと
により、該高濃度埋め込み拡散層を該酸化膜に接して有
するSOI基板を得ることを特徴とする。
SOI基板を作製する場合、いずれか一方の基板にシリ
コン酸化膜を形成して結合するか、あるいは両方とも酸
化膜を形成して結合することが考えられる。
の作業工程中にどうしても汚染の機会があり、この汚染
が活性領域に形成される半導体電子装置の特性を劣化さ
せることが考えられるので、活性領域を含むSOI基板
の一方の単結晶ウエーハであった単結晶層の上に熱酸化
膜を形成し、結合作業工程の汚染から該単結晶層結合表
面を保護すると同時に、結合のための酸化膜として、そ
の酸化膜を利用するのが従来技術の常識である。そのた
めには、図2に示されるように、一方の基板Aに不純物
を高濃度に拡散し(図2A−2)、次に拡散後のシリコ
ン単結晶基板Aの表面を酸化し(図2A−3)、次に支
持体となる通常のシリコン単結晶基板Bとシリコン単結
晶基板Aとを酸化膜3を介して結合すればよい。すなわ
ち、このようにすれば、結合面Sは活性領域Acからみ
ると、酸化膜3の厚みだけ離れた位置に形成されるから
である。
て結合させると、結合強度が著しく小さいものとなり、
結合後の素子活性領域を作る薄膜化工程で研削、研磨を
行った場合には、剥離が生じることが判明した。この剥
離が生じると集積回路に使用できる基板面積が非常に小
さくなるか、あるいは全くなくなってしまう。
は結合面Sのところではなく、高濃度埋め込み拡散層2
と酸化膜3との界面Scのところであることが判明し
た。また、結合面における不純物も汚染に十分注意すれ
ば問題にならないことがわかった。
のもので、まず、片方のシリコン単結晶基板Aに不純物
を高濃度に拡散させて、高濃度拡散層2を形成させる
(図1A−2)。また、他方の支持体のシリコン単結晶
基板Bには不純物拡散を行わず、酸化を行うことにより
酸化膜3を形成させる(図1B−2)。
2を有するシリコン単結晶基板Aと図1B−2酸化膜3
を有するシリコン単結晶基板とを結合させる(図1A−
3)。次いで、研削、研磨することにより単結晶シリコ
ンの薄膜を形成する(図1A−4)。
研削、研磨の際に剥離が起こらず、高い歩留りで高濃度
埋込み拡散層を有するSOI基板を得ることができる。
晶基板側にシリコン酸化膜を形成して、結合することに
より、高濃度埋込み拡散層と酸化膜との界面の剥離は全
く発生せず、集積回路に使用できる面積に損失のない高
濃度埋め込み拡散層を有するSOI基板を製造すること
ができる。このようにシリコン酸化膜の形成をどちら側
にするかによって結合強度が異なる理由は現段階では不
明だが、拡散により高濃度層を形成したシリコン基板の
拡散面は異常に高い不純物の濃度を示すため、高温にお
けるその不純物との作用で酸化に際して形成された酸化
層のシリコン単結晶層との境界の結合力が低下するもの
と考えている。これに対し本発明の場合には、その処理
温度は高々800℃であり、しかも高温処理の時間が数
十分から1時間程度であるので、例えば高濃度不純物の
酸化など、望ましくない現象が起こらず、シリコン単結
晶と酸化膜の本来の結合力が発揮できるものと思われ
る。
する。 実施例1 厚さ625μm、直径150mm、面方位(100)の
鏡面研磨された2枚のN型シリコン単結晶基板を用意し
た。一方のシリコン単結晶基板AにSbを常法に従い高
濃度拡散させて高濃度埋め込み拡散層(N+ 層)2を形
成した(図1A−2)。この高濃度埋め込み拡散層を有
するシリコン単結晶基板のシート抵抗ρs は、30Ω/
□、拡散深さxj は3μmであった。
熱酸化により膜厚約1μmの酸化膜3を形成した(図1
B−2)。次に、2枚のシリコン単結晶基板AとBを酸
化膜3を挾むように密着させて、200℃以上の温度で
熱処理することにより結合させた。
30μmの厚さになるまで平面研削した。その後、10
mm角にダイシングを行った。平面研削時にもダイシン
グ時にも、全く剥離は見られなかった。
深さxj=3μmとなるように行った以外は実施例1と
同様にして結合ウェーハを作製し、平面研削、10mm
角へのダイシングを行ったところ、実施例1と同様、平
面研削、ダイシングのいずれの場合にも剥離は見られな
かった。
鏡面研磨された2枚のN型シリコン単結晶基板を用意し
た。一方のシリコン単結晶基板AにSbを常法に従い高
濃度拡散させて高濃度埋め込み拡散層(N+ 層)2を形
成した(図2A−2)。この高濃度拡散層を有するシリ
コン単結晶基板Aのシート抵抗ρs は20Ω/□、拡散
深さxj は3μmであった。次に、この高濃度埋め込み
拡散層を有するシリコン単結晶基板Aを熱酸化処理する
ことにより膜厚約1μmの酸化膜3を形成した(図2A
−3)。次いで、2枚のシリコン単結晶基板AとBを酸
化膜3を挾むように密着させて、200℃以上の温度で
熱処理することにより結合させた。
0μmの厚さになるまで平面研削した。この平面研削の
際に全面積の9%が剥離しているのが確かめられた。ま
た、この剥離の様子を詳しく調べると図2A−5に示す
ように、酸化膜3と高濃度埋め込み拡散層2との界面S
cで剥離していることが判明した。
m角にダイシングした。このダイシングにより、全面の
48%が更に剥離し、平面研削のときの剥離とダイシン
グのときの剥離とを合わせると合計57%の剥離が生じ
たことになる。
散深さxj =3μmとなるように行った以外は比較例1
と同様にして結合ウェーハを作製し、平面研削、10m
m角へのダイジングを行ったところ、平面研削時には全
面積の3%が剥離し、ダイシング時にこれに追加して2
6%が剥離し、平面研削時の剥離とダイシング時の剥離
とを合わせると合計29%の剥離が生じたことになる。
わかる。 不純物を拡散していないシリコン単結晶基板に酸化
膜を形成した場合には、結合相手の高濃度拡散層を有す
るシリコン単結晶基板の不純物拡散濃度の高低に関わら
ず、高濃度に結合し、平面研削やダイシングによっても
剥離を生じることがない。 高濃度拡散層を有するシリコン単結晶基板に熱酸化
膜を形成した場合には必ず剥離が生じ、その剥離面は酸
化膜3と高濃度埋め込み拡散層2との界面Scである。 上記の剥離面積の割合は、不純物拡散濃度が高い
程(すなわち、シート抵抗が低い程)大きくなる。 上記から、不純物が結合力を弱める作用をしてい
ること、さらにこのとから、高濃度拡散層を有する
シリコン単結晶基板に熱酸化膜を形成して支持体のシリ
コン単結晶基板と結合させた場合には、結合後に酸化膜
3と高濃度埋め込み拡散層2との界面に多量の不純物が
存在するような分布になっていることが予想される。
よれば、拡散により高濃度層を形成したシリコン単結晶
基板と、支持体のシリコン単結晶基板とをシリコン酸化
膜を介して結合する場合に、確実に高い結合強度で結合
させることができ、結合後の研削、研磨の工程やダイシ
ングの工程等で剥離現象を起こすことがなく、集積回路
に利用する面積の損失をなくすことができる。
す説明図である。
明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 表面に熱拡散により活性不純物の高濃度
層を形成したシリコン単結晶基板と、拡散を行わないシ
リコン単結晶基板とを、シリコン酸化膜を介して直接結
合するに際し、該シリコン酸化膜の形成を、拡散を行わ
ない基板に限定して行うことにより、該高濃度埋め込み
拡散層を該酸化膜に接して有するSOI基板を得ること
を特徴とするSOI基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321158A JP2976080B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Soi基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321158A JP2976080B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Soi基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136108A true JPH05136108A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2976080B2 JP2976080B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=18129456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321158A Expired - Fee Related JP2976080B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Soi基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976080B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016100566A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Soiウエハの製造方法及びsoiウエハ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04199608A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Fujitsu Ltd | Soiウエハの製造方法 |
| JPH05129258A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの製造方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH05129170A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3321158A patent/JP2976080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04199608A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Fujitsu Ltd | Soiウエハの製造方法 |
| JPH05129170A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH05129258A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの製造方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016100566A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Soiウエハの製造方法及びsoiウエハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976080B2 (ja) | 1999-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9818615B2 (en) | Systems and methods for bidirectional device fabrication | |
| US11637016B2 (en) | Systems and methods for bidirectional device fabrication | |
| JPH0671043B2 (ja) | シリコン結晶体構造の製造方法 | |
| JP2001237403A (ja) | 半導体装置の製法および超薄型半導体装置 | |
| JPH01179342A (ja) | 複合半導体結晶体 | |
| JP3217089B2 (ja) | Soiウェハおよびその製造方法 | |
| US4837177A (en) | Method of making bipolar semiconductor device having a conductive recombination layer | |
| JPH0922993A (ja) | Soiウエハ及びその製造方法 | |
| JPH0878644A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JPH08316443A (ja) | Soi基板及びその製造方法 | |
| JPH0729911A (ja) | 半導体基板とその製造方法 | |
| JPH05109678A (ja) | Soi基板の製造方法 | |
| JP2763107B2 (ja) | 誘電体分離半導体基板およびその製造方法 | |
| JPH11330437A (ja) | Soi基板とその製造方法 | |
| JP2976080B2 (ja) | Soi基板の製造方法 | |
| JPH10173042A (ja) | Soi基板 | |
| JPH04199632A (ja) | Soiウエハ及びその製造方法 | |
| WO2015089227A1 (en) | Systems and methods for bidirectional device fabrication | |
| JPH0212920A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH09306920A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法 | |
| CN112420630B (zh) | 一种堆叠键合式igbt器件 | |
| JPH05129170A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| RU2302684C2 (ru) | Способ изготовления полупроводниковых приборов | |
| JPH0472631A (ja) | 半導体基板およびその製造方法 | |
| JPH1022377A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100910 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100910 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110910 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |